Izolatii termice pentru constructii

izolatii termice, tel.0732408283

Izolarea termica a constructiilor depinde de intensitatea schimbului de caldura intre imobil si exterior. Schimbul de caldura intre interiorul casei si exteriorul ei este un fenomen nestationar, variabil in timp. El este tributar conditiilor de temperatura, presiune, modului de distributie a densitatii materialelor. Transformarile de faza ale amestecului aer/apa din atmosfera terestra influenteaza schimbul de caldura. Apa din atmosfera sau porii materialelor urmeaza astfel procese de inghet /dezghet, condensare/vaporizare.

Atit in atmosfera cit si in structura materialelor de constructie, schimbul de caldura se realizeaza sub toate cele 3 forme: convectie, radiatie, conductie, si influenteaza global izolarea termica a imobilului.

Majoritatea materialelor de constructie, cu exceptia  celor compacte (metale, sticla etc.), au o structura capilar–poroasa. Aceasta structura este alcatuita din cavitati si schelet rigid. Structura contine apa sub diferite forme, la presiuni diferite de cele din exterior. De asemenea, aerul si apa migreaza prin reteaua de capilare si pori. În consecinta, caldura apare sau/si se transmite in cavitati concomitent sub mai multe forme:

• conductie intre scheletul solid si amestecul aer – apa din cavitati;

• convectie si radiatie locala datorate scurgerilor aerului, apei si diferentelor de temperatura între fetele opuse ale peretilor cavitatii;

• schimburi repetate de faza (evaporare/ condensare, inghet/dezghet) în cavitati.

Astfel, la materialele poroase ( ex.beton, sape), des întâlnite în constructii, conductia termica nu mai apare în stare pura. Acest lucru deoarece fluidele (aer, apa etc.), existente în capilare si pori, pot efectua scurgeri prin micropori si microfisuri. Astfel apare transfer termic prin convectie si chiar prin radiatie la nivel de microstructura in interiorul materialelor de constructii.

O proprietate importanta pentru izolarea termica este proprietatea gazelor uscate de a realiza cel mai redus transfer de caldura prin conductie. Aceasta proprietate a gazelor este relativa la celelalte stari de agregare sau faze. Deci din punct de vedere al izolarii termice un material poros si uscat va fi preferat unuia compact si umed! 

Izolarea termica este cu atit mai buna cu cit materialul de constructie este mai uscat, deci o buna izolare termica este strins legata si de o buna hidroizolare !!! Spre exemplu, polistirenul expandat daca se uda, isi pierde aproximativ de 20 ori calitatea de izolator termic. El ajungind sa valoreze, termic vorbind, mai putin decit caramida la aceeasi grosime !!!

Izolarea termica este cu atit mai buna cu cit se evita folosirea materialele compacte, de densitate mare (ex.sticla, metal). Desigur sugerez doar limitarea folosirii lor, sau/si luarea de masuri suplimentare pentru izolatii termice in acele zone!

Densitatea, natura fizico-chimica, relatia cu umiditatea, sint cuantificate in λ = Coeficientul de conductivitate termica  al materialului.

Din formula Fourier tragem concluzia ca in afara de dependenta direct proportionala de densitate, umiditate, natura materialului (cuantificate prin λ, coeficientul de conductivitate termica), conductia termica creste cu diferenta de temperatura dintre fetele peretelui sau acoperisului, cu marirea suprafetei desfasurate, si cu trecerea timpului, dar scade cu cit grosimea peretelui sau a acoperisului este mai mare !

Pentru a determina grosimea termoizolatiei se utilizeaza formula Fourier, folosind marimile R, λ, U. R este rezistenta termica, U este coeficientul de transfer (transmitanta) termic; R=1/U. Formulele derivate din formula Fourier cum sint R=S*(Tsi-Tse)*t/Q sau d=λ*R permit calculul grosimii necesare pentru izolatii termice. Normativele stabilesc Rmin=2,9 mp*K/W. O casa pasiva are o rezistenta termica minima de Rpmin=6,67 mp*K/W. Deci cunoscand ca Rtotal=Rzidarie+Rtermoizolatie, puteti determina grosimea termoizolatiei necesare prin compararea Rtotal cu Rmin sau Rpmin.

Din relatia 6.67=d zidarie/λ zidarie +d termoizolatie/λ termoizolatie puteti determina grosimea d termoizolatie cunoscand latimea zidariei [in m] si coeficientii de conductivitate termica ai zidariei si termoizolatiei [in W/m*K].

In general, din calcule reiese ca pentru peretii exteriori este necesara o termoizolatie de minim 10 cm grosime, iar pentru o casa pasiva minim 15 cm grosime. In acoperisuri fluxul termic este mai puternic, fapt ce face ca grosimea pentru izolatii termice sa fie de minim 15 cm, iar pentru o casa pasiva de minim 25 cm.  

Variatia pe grosime a temperaturii (gradientul de temperatura) la trecerea fluxului termic prin conductie poate fi reprezentata ca in figura de mai jos. Se poate ilustra grafic ca temperatura in orice punct din perete sau tavan, si deci gradul izolarii termice, depinde de grosimea stratului, de conductivitatea termica a stratului, si de diferenta temperaturilor din casa si a celei din exterior! (Cresterea λ sau a diferentei temperaturilor mareste panta variatiei temperaturii in strat; cresterea grosimii stratului micsoreaza aceasta panta.)

Schimbul de caldura prin pereti, acoperis sau fundatia casei apare prin toate formele de transfer termic: conductie, convectie si radiatie!

În ceea ce priveste transmisia termica prin convectie si radiatie, trebuie observat ca, la nivelul calculului, cele doua forme de transfer se pot cumula. Astfel, fluxul termic unitar total dintre un element de constructie si un fluid va fi egal cu suma fluxurilor unitare prin convectie (definit de Newton) si prin radiatie (definit de Stefan–Boltzmann)

Constatam si aici ca fluxul termic prin convectie si radiatie creste cu cresterea diferentei de temperatura intre fluid si suprafata materialului, dar si cu cresterea coeficientului de transfer termic superficial. Acest coeficient de transfer termic superficial depinde de natura si caracteristicile fizico-chimice ale materialului si ale fluidului respectiv.

La nivel global, tinand cont de toate formele de transfer ale caldurii, se defineste un coeficient global de transfer termic (k). El este stabilit pentru un perete omogen sau neomogen, aflat intre 2 fluide de temperaturi diferite (Tf1 si Tf2). Q/t=k*S*(Tf1-Tf2), unde Q/t este fluxul termic, S este aria suprafetei prin care se face transferul de caldura.    

Foarte importante in proiectarea anveloparii termice, izolatiei termice, sint puntile termice. Acestea sint locurile unde pierderile termice sint majore (de exemplu imbinarile structurale, conturul tocurilor ferestrelor,etc). In imaginea de termoviziune de mai jos puteti vedea, in culoare rosie, pierderi termice pe la boiandrugii ferestrelor si glafurile ferestrelor! Vizualizarea pierderilor termice cu ajutorul termoviziunii duce la o proiectare judicioasa privind anveloparea termica a casei dumneavoastra!

Circuitul aerului cald din interiorul cladirii si acumularea caldurii in zonele tavanelor, acoperisurilor, impartirea spatiului util al casei, circuitul aerului exterior datorat amplasarii si vecinatatilor casei, au si ele un cuvint greu de spus in stabilirea detaliilor pentru izolatii termice. De acesti factori depinde diferenta dintre temperaturile interioara si exterioara in zona respectiva a imobilului, si deci si izolarea termica! Iar problemele pentru izolarea termica nu se termina aici !!! Aerisirile, cosurile, si imbinarile dintre elementele constructive ale oricarei casei au un rol deosebit in pierderile de flux termic masiv! De exemplu, in imaginea de termoviziune de mai sus se dovedeste ca imbinarea glaf/ toc fereastra pierde caldura. Este evident ca este necesara o termoizolare a glafurilor ferestrelor. Ingrosarea izolatiei termice in dreptul boiandrugilor situati deasupra ferestrelor, ar izola termic cladirea mult mai bine.